杠杆零件的机械加工工艺规程与夹具设计说明书

专业课程设计说明书设计题目“杠杆”零件的机械加工工艺规程与夹具设计设计者指导教师XX大学机电与建筑工程学院(2**年9月16日)专业课程设计任务书题目: “杠杆”零件的机械加工工艺规程与夹具设计原始图纸（见附页）生产类型：中批量设计内容：1、零件图 1张2、毛坯图 1张3、机械加工工艺过程卡 1份4、机械加工工序卡 1份5、夹具装配图 1套6、夹具零件图若干7、课程设计说明书 1份班级姓名学号指导教师目录前言一、零件的分析（一）零件的作用（二）零件的工艺分析二、工艺规程的设计（一）确定毛坯的制造形式（二）基准的选择（三）工艺路线的拟定及工艺方案的分析（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定三、专用夹具的设计（一）确定夹具类型（二）拟定定位方案选择定位元件（三）导引装置设计（四）夹紧机构设计（五）夹具操作动作说明四、总结五、主要参考文献设计说明前言：本次设计对我来说是相当重要的，它不仅考察我们对机械行业专业知识的掌握情况，更是要我们从实际出发，结合所学的知识，设计出最优化的夹具来。

这次设计让我熟悉了夹具设计的整个流程，并了解了在设计过程中需考虑哪些因素，它锻炼了我分析问题，解决问题的能力。

这次设计对我来说是有帮助的，也是十分必要的。

一 零件的分析(一) 零件的作用该零件的主要作用是在机构运动中起到支承作用(二) 零件的工艺分析 1. 零件加工要求分析(1) Φ28H7孔及两端面。

(2) Φ10H9两端面。

(3) 钻、扩、铰Φ10H9孔及Φ11孔。

要求：Φ10H9孔与Φ28H7孔的距离为（80+0.2）mm ；平行度为0.3mm 。

Φ11孔与Φ28H7孔的距离为(15+0.25)mm 。

Φ11孔与端面K 的距离为14mm 。

(4) 槽。

要求：槽宽0.509.5+ mm ，中心对称分布，单边尺寸为0.204.75+ mm 。

2. 设立夹具根据零件分析，为保证精度要求，设立（3）的钻模夹具： 使用夹具前已加工表面为： (1) Φ28H7孔及两端面。

(2) Φ10H9两端面。

本工序使用机床为Z5125立钻。

刀具为通用标准工具。

二工艺规程的设计(一) 确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。

种类选用模锻件。

(二) 基准的选择1 粗基准的选择。

选用端面K为粗基准。

2 精基准的选择。

精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

(三) 工艺路线的拟定及工艺方案的分析1 工艺路线方案一：工序1：锻造工序2：正火工序3：以φ28孔左端面为基准，粗铣、半精铣φ28孔右端面，粗铣、半精铣φ10孔右端面工序4：以φ28孔右端面为基准，粗铣、半精铣φ28孔左端面及φ10孔左端面符图工序5：以φ28孔左端面为基准，钻扩铰φ28孔符图，并保证垂直度工序6：钻φ11孔，钻铰φ10孔符图工序7：以φ28孔中心为基准，粗铣、半精铣φ11孔端面符图工序8：粗铣、半精铣槽工序9：检验各尺寸是否符图工序10：入库2 工艺路线方案二：工序1：锻造工序2：正火工序3：以φ28孔左端面为基准，粗铣φ28孔右端面及φ10孔右端面：调头，粗铣φ28孔左端面及φ10孔左端面工序4：以φ28孔左端面为基准，半精铣φ28孔右端面及φ10孔右端面符图；调头，半精铣φ28孔左端面及φ10孔左端面工序5：以φ28孔左端面为基准，钻扩铰φ28孔符图，并保证垂直度工序6：以φ28孔中心为基准，粗铣、半精铣φ11孔端面符图工序7：钻φ11孔，钻铰φ10孔符图工序8：粗铣、半精铣槽工序9：检验各尺寸是否符图工序10：入库3 工艺方案的比较与分析。

上述两个工艺方案的区别在于：①方案一是粗精加工在一起，先加工完一端再加工另一端；而方案二是粗精分开加工。

②方案一是先加工φ11、φ10孔，再以一面两孔定位，加工φ11孔端面。

而方案二则相反，先加工孔端面再加工φ11、φ10孔。

经比较可见，由于此零件是中批量生产,方案一的粗精加工安排在一起, 避免了反复装夹,节省了加工工时；再者，方案一的先加工φ11、φ10孔，再加工φ11孔端面，有利于一面两孔定位，保证了位置精度。

因此选用方案一。

(四) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“杠杆“零件材料为45钢，毛坯质量约为0.45千克，生产类型为中批量生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 φ28孔、φ11孔及φ10孔两端面。

查《机械制造工艺设计简明手册》，它们的表面粗糙度均为3.2，要求粗加工和半精加工，此时单边余量Z=2mm可满足加工要求。

2 φ28H7孔、φ10H9孔、φ11孔。

根据孔的精度要求及直径大小，参照《机械制造工艺设计简明手册》，确定工序尺寸及余量为：φ28H7孔：钻孔至φ26mm扩孔至φ27.8mm 2Z=0.2mm粗铰至φ27.94mm 2Z=0.14mm精铰至φ28H7 2Z=0.06mmφ10H9孔：钻孔至φ9.8mm铰至φ10H8 2Z=0.2mmφ11孔：钻孔至φ10.2mm扩孔至φ11mm 2Z=0.8mm3 槽。

根据粗糙度是3.2，查手册，可得粗铣单边余量Z=0.75，精铣达尺寸要求。

三专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

经过与指导教师协商，决定设计第6道工序-----钻φ11孔，钻铰φ10孔的专用夹具。

本夹具将用于Z5125立钻。

刀具为通用标准工具(一)确定夹具类型本工序所加工两孔（φ10H9和φ11），位于互为90︒的两个平面内,孔径不大,工件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻模。

(二)拟定定位方案选择定位元件1定位方案。

根据工件结构特点，其定位方案如下：①以φ28H7孔及一组合面（端面K和φ10H9一端面组合而成）为定位面，以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。

这一定位方案，由于尺寸0.588+mm公差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。

②以孔φ28H7孔及端面K定位，以φ11孔外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。

为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承。

比较上述两种定位方案。

初步选定方案②。

2 选择定位元件。

① 选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及端面的定位元件。

定位副配合取7286H g φ 。

② 选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯面一侧防转定位面的定位元件,如图1(a)所示。

也可选择图2(b)所示移动V 形块。

考虑结构简单，现选用图1(a)所示结构。

X(a) (b)图1 定位元件的选择3 定位误差计算① 加工φ10H9时孔距尺寸（80+0.2）mm 的定位误差计算。

由于基准重合,故B ∆=0。

基准位移误差为定位孔（0.021038φ+ mm ）与定位销（0.0070.01328φ-- mm ）的最大间隙，故Y ∆=（0.021+0.007+0.013）mm=0.041mm 。

D ∆ = B ∆+ Y ∆ = (0+0.041)mm=0.041mm<13K δ由此可知此定位方案能满足尺寸（80+0.2）mm 的定位要求。

② 加工φ10H9时轴线平行度0.3m 的定位误差计算。

由于基准重合，故B ∆=0。

基准位移误差为定位孔φ28H7与定位面K 之间的垂直度误差。

故Y ∆=0.03mm此方案能满足平行度0.3mm 的定位要求。

③ 加工φ11时孔距尺寸（15+0.25）mm 。

加工时φ11孔时与φ10H9孔时相同。

B ∆=0 Y ∆=0.041mmD ∆ = B ∆+ Y ∆ = (0+0.041)mm=0.041mm<13K δ此定位方案能满足孔距（15+0.25）mm 的定位要求。

4 夹具精度分析与计算所设计的夹具需保证的加工要求有：尺寸（15+0.25）mm ；尺寸（80+0.2） mm ；尺寸14mm 及φ10H9孔和φ28H7孔轴线间平行度允差0.3mm 。

除尺寸14mm ，因精度要求较低不必进行验算外，其余三项精度分别验算如下:① 尺寸（80+0.2）mm 的精度核算。

定位误差D ∆，由前已计算，已知D ∆ =0.041mm 。

定位元件对底面的垂直度误差A ∆ =0.03mm 。

钻套与衬套间的最大配合间隙1T ∆=0.033mm 。

衬套孔的距离公差2T ∆=0.1mm 。

麻花钻与钻套内孔的间隙2X =0.050mm 。

衬套轴线对底面（F ）的垂直度误差3T ∆ =0.05mm 。

=0.131mm<23K δ因而该夹具能保证尺寸（80+0.2）mm 的加工要求。

② 尺寸（15+0.25）mm 的精度核算。

D ∆=0.041mm ，A ∆ =0.03mm , 1T ∆=0.033mm 。

衬套孔与定位元件的距离误差2T ∆=0.06mm 。

麻花钻与钻套内孔的间隙2X =0.061mm 。

=0.090mm<23K δ因而尺寸（15+0.25）mm 能够保证。

③ φ10H9轴线对φ25H7轴线的平行度允差0.3mm 的精度校核。

D ∆=0.03mm ， A ∆=0.03mm衬套对底面（F ）的垂直度误差T ∆=0.05mm23K δ因而此夹具能保证两孔轴线的平行度要求。

（三）导引装置设计1 对φ10H9孔，为适应钻、铰选用快换钻套。

主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准GB/T2263-80、GB/T2265-80选取。

钻孔时钻套内径0.0280.01310++Φ mm 、外径0.0120.00115++Φ mm ；轴套内径0.0340.01415++Φ mm ，外径0.0280.01522++Φmm ；钻套端面至加工面间的距离取8mm 。

麻花钻选用00.0229.8-Φmm2 对φ11孔，钻套采用快换钻套。

钻孔时钻套内径0.0340.01611++Φmm 、外径 0.0120.00118++Φ mm ；轴套内径0.0340.01618++Φ mm ，外径0.0280.01526++Φmm ；钻套端面至加工面间的距离取12mm 。

麻花钻选用00.02710.8-Φ mm 。

各引导元件至定位元件间的位置尺寸分别为（15+0.03）mm和（18+0.05）mm；各钻套轴线对基面的垂直允差为0.02mm。

（四）夹紧机构设计参考夹具资料，采用M12螺杆在φ28H7孔上端面夹紧工件。

（五）夹具操作动作说明首先将零件装到定位销上，装上开口销，拧上螺母，但不拧紧，使φ11孔外圆柱面与防转销相接触，然后拧紧螺母，可以进入加工。

总结经过这3个星期的课程设计，我基本掌握了夹具设计的设计流程，而在设计中我也发现了自己在学习工程中存在的薄弱环节。

比如对一些工件的感性认知等。

经过老师的指导以及自己的认真学习，我把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解，把在设计过程中发现的问题，作为今后学习过程中努力的方向。